數(shù)據(jù)就是指能夠被計算機識別、存儲和加工處理的信息的載體。
數(shù)據(jù)元素是數(shù)據(jù)的基本單位,有時一個數(shù)據(jù)元素可以由若干個數(shù)據(jù)項組成。數(shù)據(jù)項是具有獨立含義的最小標(biāo)識單位。如整數(shù)這個集合中,10這個數(shù)就可稱是一個數(shù)據(jù)元素.又比如在一個數(shù)據(jù)庫(關(guān)系式數(shù)據(jù)庫)中,一個記錄可稱為一個數(shù)據(jù)元素,而這個元素中的某一字段就是一個數(shù)據(jù)項。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義雖然沒有標(biāo)準(zhǔn),但是它包括以下三方面內(nèi)容:邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、和對數(shù)據(jù)的操作。這一段比較重要,我用自己的語言來說明一下,大家看看是不是這樣。
比如一個表(數(shù)據(jù)庫),我們就稱它為一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它由很多記錄(數(shù)據(jù)元素)組成,每個元素又包括很多字段(數(shù)據(jù)項)組成。那么這張表的邏輯結(jié)構(gòu)是怎么樣的呢? 我們分析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是從結(jié)點(其實也就是元素、記錄、頂點,雖然在各種情況下所用名字不同,但說的是同一個東東)之間的關(guān)系來分析的,對于這個表中的任一個記錄(結(jié)點),它只有一個直接前趨,只有一個直接后繼(前趨后繼就是前相鄰后相鄰的意思),整個表只有一個開始結(jié)點和一個終端結(jié)點,那我們知道了這些關(guān)系就能明白這個表的邏輯結(jié)構(gòu)了。
而存儲結(jié)構(gòu)則是指用計算機語言如何表示結(jié)點之間的這種關(guān)系。如上面的表,在計算機語言中描述為連續(xù)存放在一片內(nèi)存單元中,還是隨機的存放在內(nèi)存中再用指針把它們鏈接在一起,這兩種表示法就成為兩種不同的存儲結(jié)構(gòu)。(注意,在本課程里,我們只在高級語言的層次上討論存儲結(jié)構(gòu)。)
第三個概念就是對數(shù)據(jù)的運算,比如一張表格,我們需要進行查找,增加,修改,刪除記錄等工作,而怎么樣才能進行這樣的操作呢? 這也就是數(shù)據(jù)的運算,它不僅僅是加減乘除這些算術(shù)運算了,在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,這些運算常常涉及算法問題。
弄清了以上三個問題,就可以弄清數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這個概念。
若用頭指針來表示該鏈表,則查找終端結(jié)點的時間為O(n)。
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(答案及點評) 2.5 在單鏈表、雙鏈表和單循環(huán)鏈表中,若僅知道指針p指向某結(jié)點,不知道頭指針,能否將結(jié)點*p從相應(yīng)的鏈表中刪去?若可以,其時間復(fù)雜度各為多少?
2.5 答:
我們分別討論三種鏈表的情況。
1. 單鏈表。當(dāng)我們知道指針p指向某結(jié)點時,能夠根據(jù)該指針找到其直接后繼,但是由于不知道其頭指針,所以無法訪問到p指針指向的結(jié)點的直接前趨。因此無法刪去該結(jié)點。
2. 雙鏈表。由于這樣的鏈表提供雙向鏈接,因此根據(jù)已知結(jié)點可以查找到其直接前趨和直接后繼,從而可以刪除該結(jié)點。其時間復(fù)雜度為O(1)。
3. 單循環(huán)鏈表。根據(jù)已知結(jié)點位置,我們可以直接得到其后相鄰的結(jié)點位置(直接后繼),又因為是循環(huán)鏈表,所以我們可以通過查找,得到p結(jié)點的直接前趨。因此可以刪去p所指結(jié)點。其時間復(fù)雜度應(yīng)為O(n)。
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(答案及點評) 2.6 下述算法的功能是什么?
LinkList Demo(LinkList L){ // L 是無頭結(jié)點單鏈表
ListNode *Q,*P;
if(L&&L->next){
Q=L;L=L->next;P=L;
while (P->next) P=P->next;
P->next=Q; Q->next=NULL;
}
return L;
}// Demo
第三章:棧和隊列(包括習(xí)題與答案及要點)
轉(zhuǎn)摘www.Ezikao.com
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本章介紹的是棧和隊列的邏輯結(jié)構(gòu)定義及在兩種存儲結(jié)構(gòu)(順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu))上如何實現(xiàn)棧和隊列的基本運算。本章的重點是掌握棧和隊列在兩種存儲結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)的基本運算,難點是循環(huán)隊列中對邊界條件的處理。
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1.棧的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)及其相關(guān)算法(綜合應(yīng)用):
棧的邏輯結(jié)構(gòu)和我們先前學(xué)過的線性表相同,如果它是非空的,則有且只有一個開始結(jié)點,有且只能有一個終端結(jié)點,其它的結(jié)點前后所相鄰的也只能是一個結(jié)點(直接前趨和直接后繼),但是棧的運算規(guī)則與線性表相比有更多的限制,棧(Stack)是僅限制在表的一端進行插入和刪除運算的線性表,通常稱插入、刪除這一端為棧頂,另一端稱為棧底。表中無元素時為空棧。棧的修改是按后進先出的原則進行的,我們又稱棧為LIFO表(Last In First Out).
棧的基本運算有六種:
構(gòu)造空棧:InitStack(S)、
判棧空: StackEmpty(S)、
判棧滿: StackFull(S)、
進棧: Push(S,x)、可形象地理解為壓入,這時棧中會多一個元素
退棧: Pop(S) 、 可形象地理解為彈出,彈出后棧中就無此元素了。
取棧頂元素:StackTop(S),不同與彈出,只是使用棧頂元素的值,該元素仍在棧頂不會改變。
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由于棧也是線性表,因此線性表的存儲結(jié)構(gòu)對棧也適用,通常棧有順序棧和鏈棧兩種存儲結(jié)構(gòu),這兩種存儲結(jié)構(gòu)的不同,則使得實現(xiàn)棧的基本運算的算法也有所不同。
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我們要了解的是,在順序棧中有"上溢"和"下溢"的概念。順序棧好比一個盒子,我們在里頭放了一疊書,當(dāng)我們要用書的話只能從第一本開始拿(你會把盒子翻過來嗎?真聰明^^),那么當(dāng)我們把書本放到這個棧中超過盒子的頂部時就放不下了(疊上去的不算,哼哼),這時就是"上溢","上溢"也就是棧頂指針指出棧的外面,顯然是出錯了。反之,當(dāng)棧中已沒有書時,我們再去拿,看看沒書,把盒子拎起來看看盒底,還是沒有,這就是"下溢"。"下溢"本身可以表示棧為空棧,因此可以用它來作為控制轉(zhuǎn)移的條件。
鏈棧則沒有上溢的限制,它就象是一條一頭固定的鏈子,可以在活動的一頭自由地增加鏈環(huán)(結(jié)點)而不會溢出,鏈棧不需要在頭部附加頭結(jié)點,因為棧都是在頭部進行操作的,如果加了頭結(jié)點,等于要在頭結(jié)點之后的結(jié)點進行操作,反而使算法更復(fù)雜,所以只要有鏈表的頭指針就可以了。
以上兩種存儲結(jié)構(gòu)的棧的基本操作算法是不同的,我們主要要學(xué)會進棧和退棧的基本算法以解決簡單的應(yīng)用問題。
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2.隊列的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)及其相關(guān)算法(綜合應(yīng)用)。
隊列(Queue,念Q音)也是一種運算受限的線性表,它的運算限制與棧不同,是兩頭都有限制,插入只能在表的一端進行(只進不出),而刪除只能在表的另一端進行(只出不進),允許刪除的一端稱為隊尾(rear),允許插入的一端稱為隊頭 (Front) ,隊列的操作原則是先進先出的,所以隊列又稱作FIFO表(First In First Out)
隊列的基本運算也有六種: 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)
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